DE102020132205A1 - Self-propelled tillage implement with at least one fall sensor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein sich selbsttätig fortbewegendes Bodenbearbeitungsgerät (1) mit einem Gerätegehäuse (2), einer Antriebseinrichtung (3), mindestens einem Absturzsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) und einer Recheneinrichtung (5). Um eine Funktionsfähigkeit eines Absturzsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14,15) vorteilhaft überprüfen zu können, wird vorgeschlagen, dass das Bodenbearbeitungsgerät (1) an der Unterseite (7) des Gerätegehäuses (2) eine Mehrzahl von in Richtung einer Umfangskontur (17) der Unterseite (7) hintereinander angeordneten Absturzsensoren (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) aufweist, wobei die Recheneinrichtung (5) eingerichtet ist, ein Detektionsergebnis eines Absturzsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) mit einem vorbekannten Referenzergebnis und/oder einem Detektionsergebnis mindestens eines dem Absturzsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) in Fortbewegungsrichtung nacheilenden weiteren Absturzsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) zu vergleichen und in dem Fall, dass das Detektionsergebnis nicht mit dem Referenzergebnis übereinstimmt und/oder der nacheilende Absturzsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) einen Abhang (16) detektiert, ohne dass zuvor der vorauseilende Absturzsensor (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) den Abhang (16) detektiert hat, eine Fehlfunktion des vorauseilenden Absturzsensors (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) festzustellen.The invention relates to an automatically moving soil cultivation device (1) with a device housing (2), a drive device (3), at least one fall sensor (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) and a computing device (5). . In order to be able to check the functionality of a fall sensor (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14,15) advantageously, it is proposed that the tillage device (1) on the underside (7) of the device housing (2) has a plurality of has fall sensors (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) arranged one behind the other in the direction of a peripheral contour (17) of the underside (7), the computing device (5) being set up to receive a detection result from a fall sensor (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) with a previously known reference result and/or a detection result of at least one further fall sensor ( 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) and in the event that the detection result does not match the reference result and/or the trailing fall sensor (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) detects a slope (16) without the preceding fall sensor (8, 9, 10, 11, 12 , 13, 14, 15) has detected the slope (16) to determine a malfunction of the leading crash sensor (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15).
Description
Gebiet der Technikfield of technology
Die Erfindung betrifft ein sich selbsttätig fortbewegendes Bodenbearbeitungsgerät mit einem Gerätegehäuse, einer Antriebseinrichtung zur Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes innerhalb einer Umgebung, mindestens einem an einer einem Untergrund zugewandten Unterseite des Gerätegehäuses angeordneten Absturzsensor, welcher eingerichtet ist, einen Abstand des Bodenbearbeitungsgerätes zu dem Untergrund zu detektieren, und einer Recheneinrichtung, welche eingerichtet ist, den von dem Absturzsensor detektierten Abstand mit einem einen Abhang definierenden Grenzwert zu vergleichen und in dem Falle, dass der detektierte Abstand größer ist als der definierte Grenzwert, die Anwesenheit eines Abhangs als Detektionsergebnis festzustellen und einen Steuerbefehl zur Änderung einer Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes an die Antriebseinrichtung zu übermitteln.The invention relates to an automatically moving soil cultivation device with a device housing, a drive device for moving the soil cultivation device within an environment, at least one fall sensor arranged on an underside of the device housing facing a subsurface, which is set up to detect a distance between the soil cultivation device and the subsurface, and a computing device which is set up to compare the distance detected by the fall sensor with a limit value defining a slope and, in the event that the detected distance is greater than the defined limit value, to determine the presence of a slope as the detection result and a control command to change a To transmit movement of the tillage device to the drive device.
Stand der TechnikState of the art
Sich selbsttätig fortbewegende Bodenbearbeitungsgeräte sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt.Self-propelled soil cultivation devices are known in the prior art in various embodiments.
Die Bodenbearbeitungsgeräte sind beispielsweise haushaltsübliche oder industriell genutzte Geräte, die eine Bodenbearbeitungstätigkeit wie beispielsweise Saugen, Wischen, Polieren, Schleifen, Ölen oder auch Kombinationen davon ausführen. Gemäß einer Ausführungsform kann das sich selbsttätig fortbewegende Bodenbearbeitungsgerät beispielsweise ein Saugroboter, Wischroboter oder ähnliches sein. Damit das Bodenbearbeitungsgerät nicht mit Hindernissen kollidiert, verfügt dieses über eine Detektionseinrichtung, die Hindernisse wie beispielsweise Wände, Möbel, Dekorationsgegenstände oder ähnliches in der Umgebung erkennen kann. Die Detektionseinrichtung kann beispielsweise eine Abstandsmesseinrichtung sein, die Abstände zu Hindernissen misst. Alternativ oder zusätzlich kann die Detektionseinrichtung auch Kontaktsensoren aufweisen, die einen Kontakt zu einem Hindernis detektieren können. Die Detektionseinrichtung kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Sensoren aufweisen, die verschiedene Technologien zur Detektion der Umgebungsmerkmale nutzen. Übliche Detektionseinrichtungen weisen beispielsweise Laserabstandssensoren, insbesondere Triangulationssensoren, Ultraschallsensoren, Radarsensoren oder ähnliche auf.The floor treatment devices are, for example, household or industrially used devices that perform a floor treatment activity such as vacuuming, wiping, polishing, grinding, oiling or combinations thereof. According to one embodiment, the automatically moving soil treatment device can be, for example, a robot vacuum, robotic wiper or the like. So that the soil cultivation device does not collide with obstacles, it has a detection device that can detect obstacles such as walls, furniture, decorative objects or the like in the area. The detection device can, for example, be a distance measuring device that measures distances to obstacles. Alternatively or additionally, the detection device can also have contact sensors that can detect contact with an obstacle. The detection device can have a large number of different sensors that use different technologies for detecting the environmental features. Customary detection devices have, for example, laser distance sensors, in particular triangulation sensors, ultrasonic sensors, radar sensors or the like.
Bei höher entwickelten Geräten ist es des Weiteren bekannt, dass die von der Detektionseinrichtung detektierten Umgebungsmerkmale zur Erstellung einer Umgebungskarte verwendet werden, die einen Grundriss der Umgebung des Bodenbearbeitungsgerätes zeigt und in welcher die Positionen von Hindernissen vermerkt sind. Anhand der erstellten Umgebungskarte kann die Recheneinrichtung eine aktuelle Position des Bodenbearbeitungsgerätes in der Umgebung bestimmen und gegebenenfalls eine Fortbewegungsroute durch die Umgebung planen. Es ist des Weiteren bekannt, dass die Detektionseinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes auch einen oder mehrere Absturzsensoren aufweist, der einen Abstand zu einem Untergrund misst und somit gegebenenfalls detektiert, dass sich das Bodenbearbeitungsgerät auf einen Abhang zubewegt. Ein solcher Abhang kann beispielsweise ein Treppenabgang, ein Randbereich einer Stufe, eines Podestes oder ähnliches sein. Wenn sich das Bodenbearbeitungsgerät auf einen solchen Abhang zubewegt, gelangt der Absturzsensor, welcher an der Unterseite des Gerätegehäuses angeordnet ist, über den Abhang und detektiert den veränderten, nämlich vergrößerten, Abstand zu dem Untergrund des Bodenbearbeitungsgerätes, nämlich beispielsweise der Oberseite einer nächsten Stufe. Die Recheneinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes erkennt daraufhin den Abhang und kann das Bodenbearbeitungsgerät zu einer Richtungsänderung veranlassen und somit den Absturz des Bodenbearbeitungsgerätes an dem Abhang verhindern. Das Bodenbearbeitungsgerät wendet somit an der Randkante des Abhangs bzw. fährt parallel zu dieser und setzt seine Fortbewegung fort. Üblicherweise weist das Bodenbearbeitungsgerät an mehreren Positionen seines Gerätegehäuses solche Absturzsensoren auf, um bei unterschiedlichen Fortbewegungsrichtungen einen Schutz vor Absturz des Bodenbearbeitungsgerätes zu bieten.In the case of more sophisticated devices, it is also known that the environmental features detected by the detection device are used to create an area map that shows a floor plan of the area surrounding the soil cultivation device and in which the positions of obstacles are noted. The computing device can use the created map of the environment to determine a current position of the soil tillage implement in the environment and, if necessary, to plan a route through the environment. Furthermore, it is known that the detection device of the soil cultivation device also has one or more fall sensors, which measure a distance to a subsoil and thus possibly detect that the soil cultivation device is moving towards a slope. Such a slope can be, for example, a stairway, an edge area of a step, a platform or the like. When the soil cultivation device moves towards such a slope, the fall sensor, which is arranged on the underside of the device housing, moves over the slope and detects the changed, namely increased, distance to the ground of the soil cultivation device, namely, for example, the top of a next step. The computing device of the soil cultivation device then recognizes the slope and can cause the soil cultivation device to change direction and thus prevent the soil cultivation device from falling on the slope. The tillage implement thus turns at the edge of the slope or drives parallel to it and continues to move. Usually, the soil cultivation device has such fall sensors in several positions of its device housing in order to offer protection against falling of the soil cultivation device when it is moving in different directions.
Obwohl sich die Absturzsensoren im Stand der Technik bewährt haben, besteht dennoch grundsätzlich die Gefahr, dass ein Absturzsensor defekt ist und die Annäherung des Bodenbearbeitungsgerätes an einen Abhang nicht mehr detektieren kann. In diesem Fall könnte es passieren, dass das Bodenbearbeitungsgerät einen Abhang herabfällt und dabei Beschädigungen hervorruft oder gar eine Gefahr für Personen darstellt.Although the fall sensors have proven themselves in the prior art, there is still a fundamental risk that a fall sensor is defective and can no longer detect the approach of the soil tillage implement to a slope. In this case, it could happen that the tillage implement falls down a slope and causes damage or even poses a danger to people.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein sich selbsttätig fortbewegendes Bodenbearbeitungsgerät zu schaffen, bei welchem Fehlfunktionen des Absturzsensors zuverlässig detektiert werden können.Proceeding from the aforementioned prior art, it is the object of the invention to create a self-propelled soil cultivation device in which malfunctions of the fall sensor can be reliably detected.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird vorgeschlagen, dass das Bodenbearbeitungsgerät an der Unterseite des Gerätegehäuses eine Mehrzahl von in Richtung einer Umfangskontur der Unterseite hintereinander angeordneten Absturzsensoren aufweist, wobei die Recheneinrichtung eingerichtet ist, ein Detektionsergebnis eines Absturzsensors mit einem vorbekannten Referenzergebnis und/oder einem Detektionsergebnis mindestens eines dem Absturzsensor in Fortbewegungsrichtung nacheilenden weiteren Absturzsensors zu vergleichen und in dem Fall, dass das Detektionsergebnis nicht mit dem Referenzergebnis übereinstimmt und/oder der nacheilende Absturzsensor einen Abhang detektiert, ohne dass zuvor der vorauseilende Absturzsensor den Abhang detektiert hat, eine Fehlfunktion des vorauseilenden Absturzsensors festzustellen.To achieve the above object, it is proposed that the tillage device on the underside of the device housing a plurality of in the direction of a peripheral contour of the sub has fall sensors arranged one behind the other on the side, wherein the computing device is set up to compare a detection result of a fall sensor with a previously known reference result and/or a detection result of at least one further fall sensor that lags behind the fall sensor in the direction of movement and in the event that the detection result does not match the reference result and /or the trailing fall sensor detects a drop without the leading drop sensor having previously detected the drop to determine a malfunction of the leading drop sensor.
Erfindungsgemäß ist die Recheneinrichtung somit ausgebildet, das von einem Absturzsensor ermittelte Detektionsergebnis, nämlich ein Ergebnis darüber, ob ein Abhang im Bereich des Bodenbearbeitungsgerätes existiert oder nicht, zu verifizieren. Die Verifikation erfolgt dabei durch einen Vergleich des Detektionsergebnisses mit einem vorbekannten Referenzergebnis oder mit einem Detektionsergebnis eines anderen Absturzsensors, welcher dem zu überprüfenden Absturzsensor nacheilt, d. h. zeitlich später in den Bereich des Abhangs gelangt. In dem zweitgenannten Fall dient das Detektionsergebnis des nacheilenden Absturzsensors somit als Referenzergebnis. Dabei liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Abhang des Untergrundes zunächst in den Detektionsbereich eines vorauseilenden Absturzsensors des Bodenbearbeitungsgerätes gelangt, nämlich einem Absturzsensor, welcher weiter außen an der Unterseite des Gerätegehäuses angeordnet ist, und dann erst - bei fortgesetzter Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes in dieselbe Fortbewegungsrichtung - in den Detektionsbereich des nacheilenden Absturzsensors, welcher weiter innen an der Unterseite des Gerätegehäuses angeordnet ist. Sofern beide Absturzsensoren, d. h. sowohl der vorauseilende, als auch der nacheilende Absturzsensor, ordnungsgemäß funktionieren, detektiert zunächst der vorauseilende Absturzsensor den Abhang und anschließend der nacheilende Absturzsensor. Sofern jedoch der vorauseilende Absturzsensor defekt ist, wird der Abhang nur durch den nacheilenden Absturzsensor detektiert und es kann darauf geschlossen werden, dass der vorauseilende Absturzsensor offenbar defekt ist. Des Weiteren kann die Funktionsfähigkeit eines Absturzsensors auch dann überprüft werden, wenn das Bodenbearbeitungsgerät nur über diesen einen Absturzsensor verfügt. In diesem Fall wird das mittels der Recheneinrichtung ermittelte Detektionsergebnis des Absturzsensors mit einem definierten Referenzergebnis verglichen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Bodenbearbeitungsgerät an einen bekannten Teilbereich der Umgebung fährt, wo ein Abhang besteht. Dieser Abhang kann dann genutzt werden, um die Funktionsfähigkeit des Absturzsensors zu verifizieren. Sofern sich das Bodenbearbeitungsgerät mit demjenigen Teilbereich der Unterseite des Gerätegehäuses, welcher den Absturzsensor trägt, über den Abhang bewegt, muss der funktionsfähige Absturzsensor den Abhang detektieren. Wenn dies nicht der Fall ist, kann darauf geschlossen werden, dass der Absturzsensor offenbar defekt ist. Gemäß einer weiteren Ausführung kann die Recheneinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes ausgebildet sein, beide vorgenannten Verifizierungsvarianten miteinander zu kombinieren, nämlich das Detektionsergebnis eines Absturzsensors sowohl mit einem statischen Referenzergebnis zu vergleichen, als auch mit einem Detektionsergebnis eines anderen Absturzsensors, welcher dem zu überprüfenden Absturzsensor nacheilt. Dadurch kann eine maximal hohe Sicherheit bei der Anwendung des Bodenbearbeitungsgerätes gewährleistet werden. Eine Abweichung des Detektionsergebnisses eines Absturzsensors von plausiblen Detektionsergebnissen kann zuverlässig bestimmt werden.According to the invention, the computing device is thus designed to verify the detection result determined by a fall sensor, namely a result as to whether or not there is a slope in the area of the soil cultivation implement. The verification is carried out by comparing the detection result with a previously known reference result or with a detection result of another fall sensor which lags behind the fall sensor to be checked, i. H. reached the area of the slope later in time. In the latter case, the detection result of the trailing crash sensor is used as a reference result. This is based on the knowledge that a slope of the ground first comes into the detection range of a preceding fall sensor of the soil tillage implement, namely a fall sensor which is arranged further out on the underside of the implement housing, and only then - with continued movement of the soil tillage implement in the same direction of movement - into the detection area of the trailing fall sensor, which is located further inward on the underside of the device housing. If both fall sensors, i. H. Both the leading and trailing fall sensors are working properly, the leading fall sensor will first detect the slope and then the trailing fall sensor will detect the slope. However, if the leading fall sensor is defective, the slope is only detected by the trailing fall sensor and it can be concluded that the leading fall sensor is obviously defective. Furthermore, the functionality of a fall sensor can also be checked if the soil tillage implement only has this one fall sensor. In this case, the detection result of the fall sensor determined by means of the computing device is compared with a defined reference result. This can be done, for example, by driving the soil cultivation device to a known part of the area where there is a slope. This slope can then be used to verify the functionality of the fall sensor. If the soil cultivation device moves over the slope with that part of the underside of the device housing which carries the fall sensor, the functional fall sensor must detect the slope. If this is not the case, it can be concluded that the crash sensor is apparently defective. According to a further embodiment, the computing device of the soil tillage implement can be designed to combine the two aforementioned verification variants with one another, namely to compare the detection result of a fall sensor both with a static reference result and with a detection result of another fall sensor which lags behind the fall sensor to be checked. As a result, maximum safety can be guaranteed when using the soil tillage implement. A deviation of the detection result of a fall sensor from plausible detection results can be reliably determined.
Durch die Erfindung können verschiedene Arten von Fehlfunktionen des Absturzsensors festgestellt werden. Hierzu zählen Sensorfehler, bei welchen der Absturzsensor dauerhaft einen minimalen oder maximalen Abstand zu einem Untergrund misst. Darüber hinaus kann der Absturzsensor bei einem Fehler auch dauerhaft einen konstanten Wert zwischen einem minimalen und einem maximalen Abstand anzeigen. Die Auswertung kann dabei jeweils so erfolgen, dass die Recheneinrichtung einen von einem ersten Absturzsensor detektierten Abstandswert mit einem an demselben Ort von einem zweiten Absturzsensor detektierten Abstandswert vergleicht, indem eine Differenz der beiden Detektionssignale ermittelt wird. Sofern die Differenz nicht gleich Null ist oder zumindest oberhalb eines tolerierbaren Schwellenwertes liegt, kann auf einen Fehler des ersten oder zweiten Absturzsensors geschlossen werden, je nachdem welcher Abstandswert in Abhängigkeit von einer momentanen Betriebsart oder einem momentanen Aufenthaltsort des Bodenbearbeitungsgerätes plausibler ist.Various types of crash sensor malfunctions can be detected by the invention. These include sensor errors in which the fall sensor permanently measures a minimum or maximum distance from a surface. In addition, the fall sensor can also permanently display a constant value between a minimum and a maximum distance in the event of an error. The evaluation can be carried out in such a way that the computing device compares a distance value detected by a first fall sensor with a distance value detected at the same location by a second fall sensor by determining a difference between the two detection signals. If the difference is not equal to zero or is at least above a tolerable threshold value, it can be concluded that there is a fault in the first or second fall sensor, depending on which distance value is more plausible depending on a current operating mode or a current location of the soil cultivation implement.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Unterseite des Gerätegehäuses mindestens vier Absturzsensoren aufweist, welche sich bezogen auf eine geometrische Mitte der Unterseite im Wesentlichen paarweise gegenüberliegen, so dass einer jeden von vier Seiten der Umfangskontur zumindest ein Absturzsensor zugeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist das Bodenbearbeitungsgerät von möglichst allen Seiten aus gegen einen Absturz gesichert. Bei einem im Wesentlichen quadratischen Gerätegehäuse kann jeder Seite der Umfangskontur ein Absturzsensor zugeordnet sein. Bei einem im Wesentlichen runden Gerätegehäuse kann jeder Umfangsteilabschnitt, welcher einen Winkelbereich von 90 Grad einschließt, einen Absturzsensor aufweisen. Die Absturzsensoren können bezogen auf die geometrische Mitte symmetrisch oder auch unsymmetrisch angeordnet sein. Wesentlich ist, dass jeder Seite ein Absturzsensor zugeordnet ist. Bei einer gedachten Verbindungsgeraden, welche einen Absturzsensor mit der geometrischen Mitte verbindet, entsteht bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen eine kreuzweise Anordnung der Absturzsensoren. Ein derart ausgebildetes Bodenbearbeitungsgerät kann vorteilhaft gegen Absturz gesichert werden, indem die Signale von zwei sich bezogen auf die geometrische Mitte gegenüberliegenden Absturzsensoren mit einem Signal eines der Verbindungsgeraden in Fortbewegungsrichtung vorauseilenden Absturzsensors verglichen werden. Wenn beide der zwei sich gegenüberliegenden Absturzsensoren in etwa zeitgleich einen Abhang detektieren, muss unweigerlich auch der in Fortbewegungsrichtung vorgelagerte weitere Absturzsensor zuvor einen Abhang detektiert haben. Wenn dies nicht der Fall ist, kann die Recheneinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes darauf schließen, dass der vorgelagerte Absturzsensor defekt ist. Je nach einer aktuellen Fortbewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes werden zumindest die Detektionsergebnisse derjenigen Absturzsensoren miteinander verglichen, welche einem in Fahrtrichtung vorauseilenden Teilbereich der Umfangskontur am nächsten liegen. Dabei empfiehlt es sich jeweils, Vergleichspaare aus zwei Absturzsensoren zu bilden, deren gedachte Verbindungsgerade quer zu der momentanen Bewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes liegt. Zusätzlich kann das Signal eines der Verbindungsgeraden vorauseilenden weiteren Absturzsensors mit den Signalen der Absturzsensoren der Verbindungsgeraden verglichen werden, da der vorauseilende Absturzsensor bei ordnungsgemäßer Funktion einen Abhang detektiert, bevor die nachfolgenden Absturzsensoren den Abhang detektieren können. Das Bodenbearbeitungsgerät kann zudem nicht nur vier Absturzsensoren aufweisen, sondern auch fünf oder mehr. Besonders bevorzugt ist die Anzahl der an der Unterseite des Gerätegehäuses verbauten Absturzsensoren durch zwei teilbar, so dass sich jeweils Paare von Absturzsensoren bilden lassen, die einer Symmetrie der Anordnung von Absturzsensoren folgen.It is also proposed that the underside of the device housing has at least four fall sensors, which are essentially in pairs opposite each other relative to a geometric center of the underside, so that each of the four sides of the peripheral contour is assigned at least one fall sensor. In this embodiment, the soil tillage implement is secured against falling from as many sides as possible. In the case of an essentially square device housing, a fall sensor can be assigned to each side of the peripheral contour. In the case of an essentially round device housing, each partial circumferential section which encloses an angular range of 90 degrees can have a fall sensor point. The fall sensors can be arranged symmetrically or asymmetrically in relation to the geometric center. It is essential that a fall sensor is assigned to each side. In the case of an imaginary connecting straight line, which connects a fall sensor to the geometric center, a crosswise arrangement of the fall sensors essentially arises in this embodiment. A soil cultivation device designed in this way can advantageously be secured against falling by comparing the signals from two fall sensors lying opposite one another in relation to the geometric center with a signal from a fall sensor which is ahead of the connecting straight line in the direction of movement. If both of the two opposite fall sensors detect a slope at about the same time, the further fall sensor upstream in the direction of movement must inevitably also have previously detected a slope. If this is not the case, the computing device of the tillage implement can conclude that the upstream fall sensor is defective. Depending on a current direction of travel of the soil tillage implement, at least the detection results of those fall sensors are compared with one another which are closest to a partial area of the peripheral contour that is ahead in the direction of travel. It is advisable in each case to form comparison pairs from two fall sensors whose imaginary connecting line is transverse to the current direction of movement of the tillage implement. In addition, the signal of a further fall sensor leading ahead of the connecting straight line can be compared with the signals of the fall sensors of the connecting straight line, since the leading fall sensor detects a slope before the following fall sensors can detect the slope if it is functioning properly. In addition, the soil cultivation device can have not only four fall sensors, but also five or more. Particularly preferably, the number of fall sensors installed on the underside of the device housing can be divided by two, so that pairs of fall sensors can be formed that follow a symmetrical arrangement of fall sensors.
Es kann vorgesehen sein, dass das Bodenbearbeitungsgerät an der Unterseite des Gerätegehäuses eine Mehrzahl von in Richtung einer Umfangskontur der Unterseite hintereinander angeordneten äußeren Absturzsensoren und eine Mehrzahl von bezogen auf die Umfangskontur und relativ zu den äußeren Absturzsensoren nach innen versetzten inneren Absturzsensoren aufweist, wobei die Recheneinrichtung eingerichtet ist, ein Detektionsergebnis eines äußeren Absturzsensors mit einem Detektionsergebnis eines dem äußeren Absturzsensor örtlich zugeordneten inneren Absturzsensors zu vergleichen und in dem Fall, dass der innere Absturzsensor einen Abhang detektiert und der zugeordnete äußere Absturzsensor keinen Abhang detektiert, eine Fehlfunktion des äußeren Absturzsensors festzustellen. Bei dieser Ausgestaltung stellen die inneren Absturzsensoren eine redundante Sensorik zur Sicherung des Bodenbearbeitungsgerätes vor einem Absturz an einem Abhang dar. Die Absturzsensoren sind entlang der Umfangskontur in zwei Schleifen angeordnet, wobei eine äußere Schleife näher an der Umfangskontur liegt als eine innere Schleife. Die äußere Schleife weist die äußeren Absturzsensoren auf, während die innere Schleife die inneren Absturzsensoren aufweist. Bevorzugt befindet sich jeweils ein innerer Absturzsensor im Umfeld eines äußeren Absturzsensors. Dabei kann der innere Absturzsensor bezogen auf die Umfangsrichtung des Gerätegehäuses etwas zu dem äußeren Absturzsensor versetzt sein. Wesentlich ist, dass kein für die Funktion der Absturzsicherung übermäßiger Abstand zwischen dem äußeren Absturzsensor und dem inneren Absturzsensor besteht, damit das Bodenbearbeitungsgerät während einer Fortbewegung keine wesentliche Strecke zurücklegt, bis der innere Absturzsensor den Abhang detektieren kann. Nur so kann sichergestellt werden, dass es bei einer Fehlfunktion des äußeren Absturzsensors innerhalb kurzer Zeit zu einer Detektion des Abhangs durch den inneren Absturzsensor kommt.Provision can be made for the soil tillage implement to have on the underside of the implement housing a plurality of outer fall sensors arranged one behind the other in the direction of a peripheral contour of the underside and a plurality of inner fall sensors offset inwards relative to the peripheral contour and relative to the outer fall sensors, the computing device is set up to compare a detection result of an outer fall sensor with a detection result of an inner fall sensor locally assigned to the outer fall sensor and, in the event that the inner fall sensor detects a slope and the assigned outer fall sensor does not detect a slope, to determine a malfunction of the outer fall sensor. In this embodiment, the inner fall sensors represent a redundant sensor system for securing the soil tillage implement from falling down a slope. The fall sensors are arranged in two loops along the peripheral contour, with an outer loop being closer to the peripheral contour than an inner loop. The outer loop features the outer crash sensors while the inner loop features the inner crash sensors. An inner fall sensor is preferably located in the vicinity of an outer fall sensor. In this case, the inner fall sensor can be slightly offset relative to the outer fall sensor in relation to the circumferential direction of the device housing. It is essential that there is no excessive distance between the outer fall sensor and the inner fall sensor for the functioning of the fall protection, so that the tillage implement does not cover a significant distance during movement until the inner fall sensor can detect the slope. This is the only way to ensure that, in the event of a malfunction in the outer fall sensor, the slope will be detected by the inner fall sensor within a short period of time.
In diesem Zusammenhang wird bevorzugt vorgeschlagen, dass jeweils ein innerer Absturzsensor einem äußeren Absturzsensor bezogen auf eine Position an der Unterseite des Gerätegehäuses räumlich zugeordnet ist, so dass der innere Absturzsensor und der äußere Absturzsensor ein Sensorpaar bilden. Jeweils ein äußerer Absturzsensor wird somit durch einen inneren Absturzsensor gesichert, welcher die Absturzgefahr stellvertretend für einen defekten äußeren Absturzsensor messen kann. Darüber hinaus ermöglicht der innere Absturzsensor die Prüfung der Funktionsfähigkeit des äußeren Absturzsensors durch Signalvergleich.In this context, it is preferably proposed that an inner fall sensor is spatially assigned to an outer fall sensor in relation to a position on the underside of the device housing, so that the inner fall sensor and the outer fall sensor form a sensor pair. Each outer fall sensor is thus secured by an inner fall sensor, which can measure the risk of falling on behalf of a defective outer fall sensor. In addition, the inner fall sensor enables the functionality of the outer fall sensor to be checked by comparing signals.
Es kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass die inneren Absturzsensoren so an der Unterseite des Gerätegehäuses angeordnet sind, dass eine Verbindungsgerade zwischen zwei in Umfangsrichtung der Umfangskontur benachbarten inneren Absturzsensoren einen an der Unterseite definierten Schwerpunktbereich, welcher eine vertikale Projektion des Massenschwerpunktes des Bodenbearbeitungsgerätes in die Ebene der Absturzsensoren aufweist, nicht schneidet, insbesondere auch nicht tangiert. Gemäß dieser Ausgestaltung sind die inneren Absturzsensoren, und damit auch die äußeren Absturzsensoren, so um eine vertikale Projektion des Massenschwerpunktes in die Sensorebene angeordnet, dass Verbindungsgeraden zwischen jeweils in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Absturzsensoren den definierten Schwerpunktbereich nicht berühren. Der Schwerpunktbereich ist bezogen auf die vertikale Projektion des Massenschwerpunktes so definiert, dass ein Absturz des Bodenbearbeitungsgerätes an einem Abhang wahrscheinlich ist, wenn eine Absturzkante in den definierten Schwerpunktbereich eindringt, d. h. vertikal unter diesem liegt. Daher wird eine bevorstehende Absturzsituation rechtzeitig erkannt, wenn der Abhang detektiert wird, solange sich der Schwerpunktbereich noch nicht über der Randkante des Abhangs befindet. Bezogen auf eine Blickrichtung auf das Bodenbearbeitungsgerät, bei welcher der Betrachter vertikal von oben auf das auf dem Untergrund stehende Bodenbearbeitungsgerät blickt, liegt der Massenschwerpunkt des Bodenbearbeitungsgerätes innerhalb des definierten Schwerpunktbereiches. Wenn die inneren Absturzsensoren so außerhalb des definierten Schwerpunktbereiches an dem Gerätegehäuse angeordnet sind, dass eine gedachte Verbindungsgerade zwischen benachbarten Absturzsensoren den Schwerpunktbereich nicht schneidet oder zusätzlich auch nicht tangiert, kann das Bodenbearbeitungsgerät nicht über einen Abhang stürzen. Vielmehr würde eine Randkante des Abhangs zuvor in den Detektionsbereich eines inneren Absturzsensors gelangen, bevor der Massenschwerpunkt des Bodenbearbeitungsgerätes relativ zu dem Abhang so liegt, dass das Bodenbearbeitungsgerät das Gleichgewicht verlieren würde. Der definierte Schwerpunktbereich kann somit auch als Absturzbereich bezeichnet werden, in dem die Anwesenheit eines Randbereiches eines Abhangs wahrscheinlich zu einem Kippen des Bodenbearbeitungsgerätes führen würde.Provision can also be made for the inner fall sensors to be arranged on the underside of the implement housing in such a way that a connecting straight line between two inner fall sensors that are adjacent in the circumferential direction of the circumferential contour has a focal area defined on the underside, which is a vertical projection of the center of mass of the tillage implement in the plane which has fall sensors, does not cut, and in particular does not affect. According to this embodiment, the inner crash sensors, and thus also the outer crash sensors, are arranged around a vertical projection of the center of mass in the sensor plane that connecting lines between fall sensors that follow one another in the circumferential direction do not touch the defined focal area. The center of gravity area is defined in relation to the vertical projection of the center of mass in such a way that the tillage implement is likely to fall on a slope if a crashing edge penetrates the defined center of gravity area, ie lies vertically below it. An impending fall situation is therefore recognized in good time if the slope is detected, as long as the area of focus is not yet above the edge of the slope. Based on a viewing direction of the soil cultivation device, in which the observer looks vertically from above at the soil cultivation device standing on the ground, the center of mass of the soil cultivation device lies within the defined center of gravity area. If the inner fall sensors are arranged outside of the defined focus area on the device housing that an imaginary connecting line between adjacent fall sensors does not intersect the focus area or also does not touch it, the soil tillage implement cannot fall over a slope. Rather, a peripheral edge of the slope would first enter the detection range of an internal fall sensor before the center of mass of the soil cultivation device is located relative to the slope in such a way that the soil cultivation device would lose its balance. The defined focus area can thus also be referred to as the fall area, in which the presence of an edge area of a slope would probably lead to the soil cultivation implement tipping over.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung eingerichtet ist, während einer Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes zeitlich aufeinanderfolgend von demselben Absturzsensor detektierte Abstände miteinander zu vergleichen und in dem Fall, dass die Abstände identisch sind, eine Fehlfunktion des Absturzsensors festzustellen. Das Detektionssignal eines Absturzsensors wird somit mit einem Referenzergebnis verglichen, welches ein zeitlich früheres Detektionssignal desselben Absturzsensors ist. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, einen zu dem zu überprüfenden Absturzsensor redundanten zusätzlichen Absturzsensor zu verwenden. Es werden stattdessen zeitlich aufeinanderfolgende Detektionssignale desselben Absturzsensors miteinander verglichen, nämlich detektierte Abstandswerte zu einem Untergrund des Bodenbearbeitungsgerätes. Sofern sich das Bodenbearbeitungsgerät relativ zu dem Untergrund fortbewegt, muss es alleine aufgrund eines messtechnischen Rauschens der Absturzsensoren zu einer geringfügigen Änderung des gemessenen Abstandswertes kommen. Sofern eine solche Variation nicht detektiert werden kann, ist darauf zu schließen, dass ein Sensorfehler vorliegt. In diesem Zusammenhang empfiehlt sich insbesondere, dass die Recheneinrichtung einen Schwellwert für das Rauschen des Absturzsensors kennt, so dass das Rauschen von einer tatsächlichen Existenz eines Abhangs unterschieden werden kann.Furthermore, it can be provided that the computing device is set up to compare successive distances detected by the same fall sensor while the soil tillage implement is moving and, if the distances are identical, to determine a malfunction of the fall sensor. The detection signal of a fall sensor is thus compared with a reference result, which is an earlier detection signal of the same fall sensor. In this embodiment, it is not necessary to use an additional fall sensor that is redundant to the fall sensor to be checked. Instead, time-successive detection signals from the same fall sensor are compared with one another, namely detected distance values from a subsurface of the soil cultivation implement. If the soil cultivation device moves relative to the ground, there must be a slight change in the measured distance value simply because of the technical noise of the fall sensors. If such a variation cannot be detected, it can be concluded that there is a sensor error. In this context, it is particularly recommended that the computing device knows a threshold value for the noise of the fall sensor, so that the noise can be distinguished from the actual existence of a slope.
Die Recheneinrichtung kann des Weiteren eingerichtet sein, bei Feststellen einer Fehlfunktion des Absturzsensors die Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes zu stoppen und/oder ein Fehlersignal an einen Nutzer des Bodenbearbeitungsgerätes zu übermitteln. Im Falle einer Fehlfunktion greift somit eine Sicherheitsmaßnahme des Bodenbearbeitungsgerätes und die Recheneinrichtung stoppt gemäß einer möglichen Handlungsweise die Antriebseinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes, so dass es zu einem Stillstand kommt. Es erfolgt somit eine Sicherheitsabschaltung des Bodenbearbeitungsgerätes bzw. zumindest eine Sicherheitsabschaltung der Antriebseinrichtung, so dass ein Absturz des Bodenbearbeitungsgerätes an dem Abhang verhindert ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung eingerichtet ist, ein Fehlersignal an einen Nutzer des Bodenbearbeitungsgerätes zu übermitteln, wenn eine Fehlfunktion eines Absturzsensors detektiert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Recheneinrichtung somit anstatt oder zusätzlich zu dem Stoppen der Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes einen Fehlerfall an einen Nutzer des Bodenbearbeitungsgerätes melden. Gemäß einer Ausführung kann die Antriebseinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes sofort gestoppt und ein Fehlersignal an den Nutzer übermittelt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das Bodenbearbeitungsgerät zunächst weiter betrieben wird, unter der Maßgabe, dass ein anderer Absturzsensor nun die Sicherungsfunktion des defekten Absturzsensors übernimmt. Ein Fehlersignal, d. h. die Information über den Fehler der Absturzsensorik, kann den Nutzer dann darüber informieren, dass das Bodenbearbeitungsgerät von einem Fachbetrieb in Bezug auf die Funktionssicherheit kontrolliert werden sollte. Das Fehlersignal kann dem Nutzer in Form einer akustischen oder optischen Information mitgeteilt werden. Beispielsweise kann das Bodenbearbeitungsgerät einen Lautsprecher oder ein Display aufweisen, welches den aufgetretenen Fehler in Sprach- oder Textform ausgibt. Des Weiteren ist es auch möglich, dass das Bodenbearbeitungsgerät eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die das Fehlersignal an ein in Kommunikationsverbindung mit dem Bodenbearbeitungsgerät stehendes externes Endgerät des Nutzers übermittelt. Beispielsweise kann das externe Endgerät ein Mobiltelefon, ein Tablet-Computer oder ein anderes mobiles oder stationäres Gerät des Nutzers sein, welches geeignet ist, das Fehlersignal zu empfangen und dieses dem Nutzer zur Kenntnis zu bringen. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass das externe Endgerät des Nutzers eine Applikation aufweist, die für die Kommunikation mit dem Bodenbearbeitungsgerät, insbesondere dessen Rechenrichtung, optimiert ist. Über die Applikation kann der Nutzer beispielsweise auch Steuerbefehle an die Recheneinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes übermitteln.The computing device can also be set up to stop the movement of the soil cultivation device and/or to transmit an error signal to a user of the soil cultivation device if a malfunction of the fall sensor is detected. In the event of a malfunction, a safety measure of the soil cultivation device takes effect and the computing device stops the drive device of the soil cultivation device according to a possible course of action, so that it comes to a standstill. There is thus a safety shutdown of the soil cultivation device or at least a safety shutdown of the drive device, so that the soil cultivation device is prevented from falling on the slope. As an alternative or in addition, it can be provided that the computing device is set up to transmit an error signal to a user of the soil cultivation implement if a malfunction of a fall sensor is detected. Alternatively or additionally, instead of or in addition to stopping the movement of the soil cultivation device, the computing device can report an error to a user of the soil cultivation device. According to one embodiment, the drive device of the soil tillage implement can be stopped immediately and an error signal can be transmitted to the user. Alternatively, however, it is also possible for the soil tillage implement to initially continue to be operated, with the proviso that another fall sensor now takes over the backup function of the defective fall sensor. An error signal, ie information about the error in the fall sensor system, can then inform the user that the soil tillage implement should be checked by a specialist company with regard to functional safety. The error signal can be communicated to the user in the form of acoustic or visual information. For example, the soil cultivation device can have a loudspeaker or a display, which outputs the error that has occurred in voice or text form. Furthermore, it is also possible for the soil cultivation device to have a communication interface, which transmits the error signal to an external end device of the user that is in communication with the soil cultivation device. For example, the external terminal can be a mobile phone, a tablet computer or another mobile or stationary device of the user, which is suitable for receiving the error signal and the to bring this to the attention of the user. In particular, it is proposed that the user's external end device has an application that is optimized for communication with the soil cultivation device, in particular its computing direction. The user can, for example, also transmit control commands to the computing device of the soil tillage implement via the application.
Neben dem zuvor beschriebenen Bodenbearbeitungsgerät wird mit der Erfindung des Weiteren auch ein System aus einem sich selbsttätig fortbewegenden Bodenbearbeitungsgerät der zuvor beschriebenen Art und einer Basisstation zum Ausführen einer Servicetätigkeit an dem Bodenbearbeitungsgerät vorgeschlagen, wobei die Basisstation eine von dem Bodenbearbeitungsgerät befahrbare Referenzfläche aufweist, und wobei die Recheneinrichtung des Bodenbearbeitungsgerätes eingerichtet ist, einen von einem Absturzsensor des Bodenbearbeitungsgerätes detektierten Abstand zu der Referenzfläche mit einem definierten Referenzergebnis zu vergleichen und in dem Fall einer Abweichung eine Fehlfunktion des Absturzsensors festzustellen. Gemäß dieser Ausgestaltung verfügt die Basisstation über eine Referenzfläche, an welcher das Bodenbearbeitungsgerät die Funktionsfähigkeit der Absturzsensoren überprüfen kann. Der Recheneinrichtung ist bekannt, welchen Abstand ein Absturzsensor des Bodenbearbeitungsgerätes in einer bestimmten Position und Orientierung des Bodenbearbeitungsgerätes an der Basisstation zu der Referenzfläche hat. Bei dieser Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, dass das Bodenbearbeitungsgerät mehrere Absturzsensoren aufweist, um die Plausibilität eines Detektionsergebnisses eines Absturzsensors zu prüfen. Vielmehr dient die Referenzfläche der Basisstation als Referenzergebnis. Die Basisstation kann beispielsweise eine Ladestation für einen Akkumulator des Bodenbearbeitungsgerätes oder auch eine Station zum Ausführen einer oder mehrerer weiterer Servicetätigkeiten an dem Bodenbearbeitungsgerät bzw. dessen Komponenten sein. Die Referenzfläche der Basisstation kann beispielsweise eine Parkfläche sein, auf welcher sich das Bodenbearbeitungsgerät positioniert, beispielsweise um einen Akkumulator an der Basisstation zu laden. In dieser definierten Position ist dann ein Abstand zwischen dem jeweiligen Absturzsensor und der Referenzfläche bekannt. Eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Absturzsensoren lässt sich dann während der Servicetätigkeit durch Vergleichen des von dem Absturzsensor des Bodenbearbeitungsgerätes detektierten Abstands mit einem bekannten Referenzabstand zu der Referenzfläche durchführen. Wenn der von dem Absturzsensor detektierte Abstandswert von dem definierten Referenzwert abweicht, kann auf einen Fehlerzustand des Absturzsensors geschlossen werden. Gegebenenfalls kann ein Schwellwert definiert sein, welcher bestimmt, wann eine Abweichung als relevant eingestuft wird.In addition to the soil cultivation device described above, the invention also proposes a system consisting of an automatically moving soil cultivation device of the type described above and a base station for carrying out a service activity on the soil cultivation device, wherein the base station has a reference surface that the soil cultivation device can travel on, and wherein the Computing device of the tillage device is set up to compare a distance to the reference surface detected by a fall sensor of the tillage device with a defined reference result and to determine a malfunction of the fall sensor in the event of a deviation. According to this refinement, the base station has a reference surface on which the soil cultivation device can check the functionality of the fall sensors. The computing device knows the distance between a fall sensor of the soil cultivation device and the reference surface in a specific position and orientation of the soil cultivation device at the base station. In this embodiment, it is not necessary for the soil tillage implement to have a number of fall sensors in order to check the plausibility of a detection result from a fall sensor. Rather, the reference surface of the base station serves as a reference result. The base station can be, for example, a charging station for a rechargeable battery of the soil cultivation device or also a station for carrying out one or more further service activities on the soil cultivation device or its components. The reference area of the base station can, for example, be a parking area on which the soil tillage implement is positioned, for example in order to charge a battery at the base station. In this defined position, a distance between the respective fall sensor and the reference surface is then known. The functionality of the fall sensors can then be checked during the service activity by comparing the distance detected by the fall sensor of the soil treatment device with a known reference distance from the reference surface. If the distance value detected by the fall sensor deviates from the defined reference value, an error state of the fall sensor can be concluded. If necessary, a threshold value can be defined, which determines when a deviation is classified as relevant.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Referenzfläche einen Abhang aufweist, wobei der Abhang so positioniert ist, dass sich der Absturzsensor des Bodenbearbeitungsgerätes bei einem Auffahren auf die Referenzfläche über den Abhang hinaus verlagert. Gemäß dieser Ausgestaltung verfügt die Referenzfläche über einen Abhang, an welchem die Funktionsfähigkeit des Absturzsensors überprüft werden kann. Die Recheneinrichtung verfügt über eine Information darüber, welche Höhe der Abhang aufweist, so dass der von dem Absturzsensor an dem Abhang gemessene Abstand mit diesem Referenzwert verglichen werden kann. Die Referenzfläche ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sich das Bodenbearbeitungsgerät mit einem einen oder mehrere Absturzsensoren aufweisenden Teilbereich des Gerätegehäuses über den Abhang verlagern kann. Beispielsweise kann ein als Standfläche für das Bodenbearbeitungsgerät dienender Teilbereich der Referenzfläche eine Länge und/oder Breite aufweisen, welche größer ist als ein Abstand zweier in Fahrtrichtung hintereinander bzw. nebeneinander angeordneter Räder des Bodenbearbeitungsgerätes, jedoch geringer ist als die Außenkontur des Gerätegehäuses des Bodenbearbeitungsgerätes, so dass derjenige Teilbereich der Unterseite des Gerätegehäuses, an welchem ein Absturzsensor angeordnet ist oder mehrere Absturzsensoren angeordnet sind, über den Abhang hinausragt. Besonders bevorzugt entspricht die Stellung des Bodenbearbeitungsgerätes zur Prüfung der Sensorfunktion dann einer Position und Orientierung des Bodenbearbeitungsgerätes, welche das Bodenbearbeitungsgerät ohnehin bei dem Empfang einer Servicetätigkeit einnimmt, beispielsweise eine Dockingposition zum Aufladen eines Akkumulators des Bodenbearbeitungsgerätes.In particular, it can be provided that the reference surface has a slope, with the slope being positioned in such a way that the fall sensor of the soil cultivation implement moves beyond the slope when driving onto the reference surface. According to this refinement, the reference surface has a slope on which the functionality of the fall sensor can be checked. The computing device has information about the height of the slope, so that the distance measured by the fall sensor on the slope can be compared with this reference value. The reference surface is preferably designed in such a way that the soil cultivation device can move over the slope with a partial area of the device housing that has one or more fall sensors. For example, a sub-area of the reference surface serving as a standing surface for the soil cultivation device can have a length and/or width which is greater than a distance between two wheels of the soil cultivation device arranged one behind the other or next to one another in the direction of travel, but is smaller than the outer contour of the device housing of the soil cultivation device that that part of the underside of the device housing on which a fall sensor is arranged or several fall sensors are arranged protrudes over the slope. Particularly preferably, the position of the tillage device for checking the sensor function then corresponds to a position and orientation of the tillage device that the tillage device already assumes when receiving a service activity, for example a docking position for charging a battery of the tillage device.
Schließlich wird mit der Erfindung auch ein Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Absturzsensors eines sich selbsttätig fortbewegenden Bodenbearbeitungsgerätes vorgeschlagen, wobei das Bodenbearbeitungsgerät ein Gerätegehäuse, eine Antriebseinrichtung zur Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes innerhalb einer Umgebung, mindestens einen an einer einem Untergrund zugewandten Unterseite des Gerätegehäuses angeordneten Absturzsensor und eine Recheneinrichtung aufweist, wobei der Absturzsensor einen Abstand des Bodenbearbeitungsgerätes zu dem Untergrund detektiert, und wobei die Recheneinrichtung den von dem Absturzsensor detektierten Abstand mit einem einen Abhang definierenden Grenzwert vergleicht und in dem Falle, dass der Abstand größer ist als der definierte Grenzwert, die Anwesenheit eines Abhangs als Detektionsergebnis feststellt und einen Steuerbefehl zur Änderung einer Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes an die Antriebseinrichtung übermittelt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Bodenbearbeitungsgerät an der Unterseite des Gerätegehäuses eine Mehrzahl von in Richtung einer Umfangskontur der Unterseite hintereinander angeordneten Absturzsensoren aufweist, wobei die Recheneinrichtung ein Detektionsergebnis eines Absturzsensors mit einem definierten Referenzergebnis und/ oder einem Detektionsergebnis mindestens eines dem Absturzsensor in Fortbewegungsrichtung nacheilenden weiteren Absturzsensors vergleicht und in dem Fall, dass das Detektionsergebnis nicht mit dem Referenzergebnis übereinstimmt und/oder der nacheilende Absturzsensor einen Abhang detektiert ohne dass zuvor der vorauseilende Absturzsensor den Abhang detektiert hat, eine Fehlfunktion des vorauseilenden Absturzsensors feststellt. Das vorgeschlagene Verfahren ist bevorzugt ein Verfahren zum Betrieb eines sich selbsttätig fortbewegenden Bodenbearbeitungsgerätes gemäß der zuvor beschriebenen Art. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird in Bezug auf das Verfahren auf die vorstehende Beschreibung des erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsgerätes verwiesen. Die Merkmale und Vorteile gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren.Finally, the invention also proposes a method for checking the functionality of a fall sensor of an automatically moving soil cultivation device, wherein the soil cultivation device has a device housing, a drive device for moving the soil cultivation device within an environment, at least one fall sensor arranged on an underside of the device housing facing a subsoil and has a computing device, wherein the fall sensor detects a distance between the soil cultivation implement and the ground, and wherein the computing device compares the distance detected by the fall sensor with a limit value that defines a slope and, if the distance is greater than the defined limit value, the presence determines a slope as a detection result and a control command for Change a movement of the tillage device transmitted to the drive device. According to the invention, it is provided that the soil cultivation implement has a plurality of fall sensors arranged one behind the other in the direction of a peripheral contour of the underside on the underside of the implement housing, with the computing device providing a detection result of a fall sensor with a defined reference result and/or a detection result of at least one other sensor that lags behind the fall sensor in the direction of movement Compares crash sensor and in the event that the detection result does not match the reference result and / or the trailing crash sensor detects a slope without the leading crash sensor has previously detected the slope, a malfunction of the leading crash sensor determines. The proposed method is preferably a method for operating a self-propelled soil cultivation device of the type described above. To avoid repetition, reference is made to the above description of the soil cultivation device according to the invention with regard to the method. The features and advantages also apply correspondingly to the method according to the invention.
Figurenlistecharacter list
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein erfindungsgemäßes Bodenbearbeitungsgerät gemäß einer ersten Ausführungsform, -
2 eine Unteransicht des Bodenbearbeitungsgerätes gemäß1 , -
3a das Bodenbearbeitungsgerät in einer Unteransicht bei Annäherung an einen Abhang, -
3b das Bodenbearbeitungsgerät gemäß3a bei teilweisem Überschreiten des Abhangs, -
3c das Bodenbearbeitungsgerät gemäß den3a und3b bei fortgesetztem teilweisen Überschreiten des Abhangs, -
4 eine Unteransicht eines Bodenbearbeitungsgerätes gemäß einer weiteren Ausführungsform, -
5 das Bodenbearbeitungsgerät gemäß4 an einer Basisstation.
-
1 a soil cultivation device according to the invention according to a first embodiment, -
2 according to a bottom view of the tillage implement1 , -
3a the tillage implement in a view from below when approaching a slope, -
3b the tillage implement according to3a when partially crossing the slope, -
3c the tillage implement according to the3a and3b in case of continued partial crossing of the slope, -
4 a bottom view of a soil cultivation device according to a further embodiment, -
5 the tillage implement according to4 at a base station.
Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments
Damit sich das Bodenbearbeitungsgerät 1 ohne Kollision mit Hindernissen auf einem Untergrund 6 fortbewegen kann, verfügt das Bodenbearbeitungsgerät 1 über eine Detektionseinrichtung 4 sowie Kollisionssensoren 26 und eine Recheneinrichtung 5, welche dazu ausgebildet ist, die von der Detektionseinrichtung 4 und den Kollisionssensoren 26 detektieren Signale auszuwerten. Die Detektionseinrichtung 4 ist hier beispielsweise eine Abstandsmesseinrichtung, die Abstände zu in der Umgebung vorhandenen Hindernissen misst. Die Abstandsmesseinrichtung ist hier beispielsweise als Laserabstandsmesseinrichtung, insbesondere Triangulationseinrichtung mit einer oberseitig auf dem Gerätegehäuse 2 angeordneten 360°-Lichtaustrittsöffnung, ausgebildet. Die von der Abstandsmesseinrichtung detektierten Abstandswerte werden von der Recheneinrichtung 5 verwendet, um eine Umgebungskarte zu erstellen, welche neben einem Grundriss der Umgebung, beispielsweise einem Raum oder einer Wohnung, zusätzlich auch Positionen und Ausmaße von in dem Raum bzw. der Wohnung vorhandenen Hindernissen enthält. Die erstellte Umgebungskarte dient der Recheneinrichtung 5 des Bodenbearbeitungsgerätes 1 zur Navigation und Selbstlokalisierung innerhalb der Umgebung. Insbesondere kann eine aktuelle Position und Orientierung des Bodenbearbeitungsgerätes 1 ermittelt werden und beispielsweise eine Verfahrroute durch die Umgebung geplant werden, welche frei von Hindernissen ist. Die Kollisionssensoren 26 sind beispielsweise als Infrarotsensoren ausgebildet und dienen der Detektion von Hindernissen in einem Nahbereich und somit auch einer Vermeidung von Kollisionen. Des Weiteren weist das Bodenbearbeitungsgerät 1 Absturzsensoren 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 auf, welche einen Abhang 16 auf einem Untergrund 6 detektieren können. Hierzu detektieren die Absturzsensoren 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 einen Abstand a, welcher eine Höhenänderung des Untergrunds 6 angibt. Die Recheneinrichtung 5 wertet den detektierten Abstand a aus, indem die Recheneinrichtung 5 den Abstand a durch einen Vergleich mit einem definierten Grenzwert aus. Sofern der detektierte Abstand a größer ist als der definierte Grenzwert, wird darauf geschlossen, dass sich das Bodenbearbeitungsgerät 1 an einem Abhang 16 des Untergrundes 6 befindet. Um das Bodenbearbeitungsgerät 1 aus allen Richtungen und damit auch in alle beliebigen Fortbewegungsrichtungen vor einem Absturz über den Abhang 16 zu schützen, sind die Absturzsensoren 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 entlang einer Umfangskontur 17 der Unterseite 7 des Gerätegehäuses 2 angeordnet.So that the
Die Nachbarschaft des Schwerpunktbereiches 19 an der Unterseite 7 des Gerätegehäuses 2 wird durch die Absturzsensoren 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 überwacht, welche die Verbindungsgeraden 18 um den Schwerpunktbereich 19 aufspannen. Dabei dient die zweite Sensorreihe, welche die inneren Absturzsensoren, 12, 14, 14, 15 beinhaltet, als Ausfallsicherung für die äußeren Absturzsensoren 8, 9, 10, 11. Beispielsweise sichert der innere Absturzsensor 12 das Bodenbearbeitungsgerät 1 vor einem Absturz an einem Abhang 16 bei einer üblichen Vorwärtsbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes 1, wenn der zugeordnete äußere Absturzsensor 8 ausfällt oder ein falsches Detektionsergebnis produziert. Ebenso kann der innere Absturzsensor 13 den äußeren Absturzsensor 9 ersetzen. Der innere Absturzsensor 14 bildet entsprechend eine Redundanz für den äußeren Absturzsensor 10, ebenso kann der innere Absturzsensor 15 den äußeren Absturzsensor 11 ersetzen.The vicinity of the
Im Folgenden wird das Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Absturzsensoren 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 während des laufenden Betriebs des Bodenbearbeitungsgerätes 1 näher beschrieben. Im Verlauf der
In der Situation gemäß
Die
Die
Es kann darüber hinaus auch vorgesehen sein, dass die Referenzfläche 25 der Basisstation 24 so ausgebildet ist, dass zeitgleich die ordnungsgemäße Funktion mehrerer Absturzsensoren 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 überprüft werden kann. Dabei ist die Referenzfläche 25 beispielsweise so geschnitten, dass mehrere Absturzsensoren 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 aufweisende Teilbereiche des Gerätegehäuses 2 gleichzeitig über einen Abhang 16 hinausragen und einen Abstand a detektieren können, der dann wiederum von der Recheneinrichtung 5 des Bodenbearbeitungsgerätes 1 mit einem oder mehreren Referenzwerten verglichen wird. Beispielsweise kann die in
Eine weitere Möglichkeit zur Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion der Absturzsensoren 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ist, die zeitlich aufeinanderfolgend von dem Absturzsensor 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 detektierten Beträge des Abstands a während einer Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes 1 miteinander zu vergleichen. Selbst bei einem ebenen Untergrund 6 kommt es während der Fortbewegung des Bodenbearbeitungsgerätes 1 zu einer Schwankung des Detektionssignals durch Signalrauschen. Wenn der zu überprüfende Absturzsensor 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 defekt ist, kann eine solche Schwankung des Detektionswertes nicht beobachtet werden. Diese zusätzliche Überprüfungsmaßnahme kann bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Bodenbearbeitungsgerätes 1 angewendet werden, d. h. sowohl bei der Ausführungsform gemäß den
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Bodenbearbeitungsgerättillage implement
- 22
- Gerätegehäusedevice housing
- 33
- Antriebseinrichtungdrive device
- 44
- Detektionseinrichtungdetection device
- 55
- Recheneinrichtungcomputing device
- 66
- Untergrundunderground
- 77
- Unterseitebottom
- 88th
- Absturzsensorcrash sensor
- 99
- Absturzsensorcrash sensor
- 1010
- Absturzsensorcrash sensor
- 1111
- Absturzsensorcrash sensor
- 1212
- Absturzsensorcrash sensor
- 1313
- Absturzsensorcrash sensor
- 1414
- Absturzsensorcrash sensor
- 1515
- Absturzsensorcrash sensor
- 1616
- Abhangslope
- 1717
- Umfangskonturperimeter contour
- 1818
- Verbindungsgeradeconnecting line
- 1919
- Schwerpunktbereichfocus area
- 2020
- Projektionprojection
- 2121
- Massenschwerpunktcenter of mass
- 2222
- Reinigungselementcleaning element
- 2323
- Radwheel
- 2424
- Basisstationbase station
- 2525
- Referenzflächereference surface
- 2626
- Kollisionssensorcollision sensor
- 2727
- Ladeschnittstellecharging interface
- 2828
- Rampe ramp
- aa
- AbstandDistance
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